可生物降解复合材料:乙烯基酯钢筋与椰子纤维和乙烯基酯增强椰子纤维和橡胶颗粒

Muneerabibi s Jahagirdar¹Shreenidhi r Kulkarni²

打开学生,机械工程系,kl Gogte理工学院,Belgaum,印度
机械工程系助理教授,kl Gogte理工学院,Belgaum,印度

文摘

缓解的可用性,良好的强度、低成本和可降解自然是可生物降解材料的特点进行了研究人员的注意。在我们的研究中,我们进行拉伸和弯曲试验对两种可生物降解复合材料:乙烯基酯钢筋与椰子纤维和乙烯基酯增强椰子纤维和橡胶颗粒。椰子纤维和橡胶粒子的成分多种多样,以获得复合材料不同的优势。比较相同的。相关结论已经得到结果。本文将为乙烯基酯奠定基础和椰子纤维生物降解复合走向实际应用的建议。

关键字

可生物降解的复合、乙烯基酯、椰子纤维、橡胶粒子,拉伸,弯曲模量。

我的介绍。

人类历史告诉我们,许多可用的自然纤维材料,如稻草、麻、椰棕、剑麻、香蕉、棕榈树、黄麻等被用来满足基本需求的人喜欢服装、存储、建筑材料和日常使用的物品如绳索和渔网。人类所使用的纤维的类型主要是依赖于纤维的可用性在他们的地区。历史上第一组合,是用泥和稻草在埃及是3000年前建造的。在中国,大麻是天然纤维材料,用于制造船的帆。其他天然纤维被用于为各种应用程序类似的方式。天然纤维已被证明是最佳加固材料使用,因为他们的生物可降解和可再生的特点在热固性和热塑性矩阵[1]。

复合材料结合不同的材料也会真正受益的许多应用程序,但应该小心在选择材料的组合,这取决于工作寿命等因素,需求、产品的复杂性,结合能力等。[2][3]。

一些复合材料采用椰壳作为加固材料被证明是更有利于某些应用程序,因为它使木质素含量与其他天然纤维相比它更持久。椰壳为复合材料提供了一个绝佳的机会在制作复合材料广泛的应用程序。增值新颖应用基于天然纤维和椰壳的复合材料不仅会在很长一段路去改善人们的生活质量从事棕栽培,但也将确保国际市场更便宜的替代。然而,天然纤维的主要缺点是相对高的吸收水分。因此,在修改纤维表面化学处理被认为是[2]属性。

二世。文献综述

Onuegbu T。U, Umoh E。T和Okoroh N。C[3],在他们的论文中“拉伸行为和椰子纤维正的不饱和聚酯复合材料的硬度”,进行了拉伸和微观硬度试验在棕色椰子纤维增强邻位的不饱和聚酯复合材料。复合制备使用手上篮方法和椰子纤维化学处理使用氢氧化钠。他们的测试结果表明,复合材料的强度提高,更好的未经处理的椰纤维增强复合材料。

t Munikenche et al。[4],用黄麻纤维增强聚酯和黄麻纤维织物(治疗)增强聚酯复合材料进行测试拉伸、压缩、弯曲等在工作中“一些未经处理的黄麻纤维强化聚酯复合材料的力学性能”。手上篮方法用于复合材料制造和作者得出结论,黄麻纤维展品强度比黄麻织物(治疗)暗示化学处理是必要的。

克里Sapuan等。[5]在他们的工作,“椰子spathe-fiber增强环氧树脂复合材料的拉伸和弯曲强度”用手上篮方法和制作椰子佛焰苞纤维增强环氧树脂(《-7893年)复合材料进行拉伸和弯曲试验。他们发现,佛焰苞短纤维增强复合最好抗拉强度。

即z Bujang, m . k . Awang和a·e·伊斯梅尔[6]的工作进行了动态睾丸和发现,高数量的化学处理椰子纤维增强聚酯矩阵降低抗拉强度。奥卢塞贡大卫·塞缪尔et al。[7]用各种天然纤维,像e玻璃纤维Ukam植物、树脂复合制备等。观察,化学处理对力学性能有很大的影响,如冲击强度,抗压和抗拉强度。为更高的性能增援ukam和剑麻纤维可用于复合材料。

T Balarami Reddy[8]发现,HDPE复合材料的抗拉强度较高的短纤维碱处理绿色椰子与抗拉强度的复合长纤维长度。也发现,复合材料的抗拉强度随纤维体积分数高达40%,从而它略有减少。

平均粒子与聚氨酯板吸水值高于其他治疗观察JulianoFiorelli et al。[9]在他们的工作“颗粒复合材料基于椰子纤维和聚氨酯胶粘剂:eco-efficient产品”。

各种化学处理显示,吸湿性显著变化趋势的椰棕室温下降32%和45%,50一个C。大多数优化治疗是乙酰化作用,在室温下显示下降了36%和47%,50岁C分别Savita武断的话并且PreetiVerma[10],“表面改性的影响在椰壳纤维的吸水行为”。

复合材料的抗拉强度获得高于纯环氧树脂,Girisha。C et al。[11],天然纤维增强Epoxy-Hybrid复合材料的拉伸性能。

玛丽亚弗吉尼亚Gelfusa et al。[12]发现,无论纤维治疗,抗拉强度值随着纤维含量的增加而减少。机械治疗其次是紫外线辐射复合材料提出了更高的抗拉强度比化学处理之后,紫外线辐射复合材料或未经处理的纤维做的。CCUV样本显示更高的吸水特性(13%)相比CMUV(7%)样品。未经处理的纤维复合材料显示15%左右。

P.N.E. Naveen和m . Yasawi[13],他们的工作“椰壳纤维增强聚合物复合材料”的实验分析,表明复合材料的力学性能依赖于内容或纤维的体积分数。基于实验是已知的抗拉强度和youngA¢s模量减少,增加纤维体积。也可以看到破坏应变随纤维含量的增加。纤维长度是另一个参数影响复合材料的力学性能。纤维长度也影响拉伸性能,弯曲财产和复合材料的冲击强度。

观察到t . Gopinathan和r·迪帕克·库马尔[14],增加纤维长度和纤维含量的增加抗拉强度和冲击强度,但降低了抗弯强度的工作“比较基于混合塑料的力学性能的复合材料增强与棕/剑麻和剑麻/红麻纤维”。

从所有的文件在这里所讨论的,是观察者的手上篮过程用于复合材料制造。论文[3],[4],[7],[8],[9],[10]、[11]和[12]证明了天然纤维的化学治疗的重要性。可以看出化学治疗的椰子纤维减少水分吸收能力也增加了生活和复合材料的强度。还应该指出,乙酰化作用是最为优化的化学处理过程。论文[5],[8]和[14]指出了纤维长度的重要性。它表明,这取决于应用程序纤维长度需要优化。论文[6],[12]和[13]讨论了纤维量,表明纤维的最佳数量需要使用复合良好的强度。

因此我们打算制造两个可生物降解复合材料使用手上篮过程即乙烯基酯-椰子纤维复合和乙烯基酯-椰子纤维-橡胶颗粒复合。这两种复合材料将不同成分的增援和受到拉伸和3点弯曲测试按ASTM标准。样品制备过程,随后讨论测试和结果。

三世。材料和供应商

下面的表1显示了复合制备的材料采购和相应的供应商。我们表达我们的感谢所有的供应商的支持和合作。

四、样品制备

乙酰化处理的椰纤维:

我。椰子纤维浸泡在18%的氢氧化钠水溶液28C一个小时。

二世。用冷水洗这些纤维几次,最后用酸化水(0.1 N盐酸)。

三世。干燥空气中的纤维烤箱然后在冰醋酸浸泡一个小时在同一温度样品制备:

我。所有的三个材料的质量(乙烯基酯、椰子纤维和橡胶颗粒)计算特定成分的组合。

二世。计算质量的材料重数字秤和混合均匀搅拌在一个容器里。加速器、促进剂和催化剂添加(约。每8 g),搅拌。

三世。然后混合物倒在模具框涂有脱模剂,可以在室温下固化。

四、测试样品所需的尺寸(ASTM标准)然后凝固后切。

模具盒是这样制作的至少两个好获得了每一个测试样本,每一个成分。不同成分和相应的模框如下表2所示(计算各种组合的复合质量的组合是基于体积分数方程)。

下面的图1 (a)展示了一个模具框保存在室温下固化。1图1 (b)和(c)显示完成的样品分别为弯曲和拉伸试验。

诉测试,结果与讨论

获得的样本模具盒进行拉伸和弯曲载荷按ASTM标准(ASTM D3039 D3039M和D790-02)电脑万能试验机TUE-C - 400。

下面的图2和图3显示了抗拉强度对测试样本的情节和拉伸模量测试样本为乙烯基酯(拉伸试验),椰纤维复合分别。

从图2和图3可以看出,拉伸强度和拉伸模量均高于纯乙烯基酯和两个属性随着椰纤维的成分的增加而增加。一个多项式趋势线也是上面的图2和图3所示为拉伸试验表明增加强度和模量特性。R2值告诉,趋势线是相当准确的。

图4和图5显示了测试过样品的情节的弯曲强度和弯曲模量对测试样本为乙烯基酯(弯曲试验),椰纤维复合分别。

从图4可以看出,弯曲强度虽然最初小于纯乙烯基酯;它在椰纤维的合成增加而增加。图5表明,弯曲模量高于纯乙烯基酯和财产增加随着椰纤维的成分增加。一个多项式趋势线也是上面的图4和图5所示表明增加强度和模量属性弯曲试验。R2值显示,趋势线是相当准确的。

图6和图7显示了抗拉强度对测试样本的情节和拉伸模量测试样本(拉伸试验)乙烯基酯-椰子纤维-橡胶颗粒复合分别。

从图6和图7可以看出,拉伸强度和拉伸模量小于乙烯基酯——椰子纤维(2%)复合和属性减少随着橡胶颗粒的成分增加。一个多项式趋势线也是上面的图6和7所示表明减少拉伸试验的强度和模量属性。R2值显示,趋势线是相当准确的。

图8和图9显示了测试过样品的情节的弯曲强度和弯曲模量对测试样本(弯曲试验)乙烯基酯-椰子纤维-橡胶颗粒复合分别。

从图8和图9可以看出,弯曲强度和弯曲模量小于乙烯基酯——椰子纤维(2%)复合和属性下降随着橡胶颗粒的成分增加了某些限制,然后7%的橡胶颗粒强化它增加. .一个多项式趋势线也是上面的图6和7所示表明初始强度和模量减少属性,然后弯曲试验的增加的趋势。R2值显示,趋势线是相当准确的。

六。结论

改变属性的复合材料在拉伸和弯曲测试的结果。乙烯基estercoconut纤维复合材料实际应用的似乎更有前途。基于椰子纤维和橡胶颗粒复合材料似乎更适合弯曲的应用程序。还必须指出,推荐„乙烯基酯-椰子fibersA¢和„乙烯基酯-椰子纤维-橡胶particlesA¢实时应用程序测试其他比拉伸和弯曲的影响,密度、硬度、磨损、动态等需要进行。还应该指出的是,更多的变异组成复合材料需要准备和测试的深入了解其行为。总结我们的工作我们得出这样的结论:复合材料似乎承诺满足智能材料的变化趋势为实时应用程序。

引用

“天然纤维”一份报告onwebpagewww.yieldopedia.com
d . Verma pc Gope和A . Shandilya A·古普塔表示抗议Maheshwari,“椰壳纤维增强聚合物复合材料中的应用:回顾”,物质环境科学期刊》,Issue.4 pp.263 - 276, 2012。
Onuegbu T。U, Umoh E。T。and Okoroh N.C, “Tensile behavior and hardness of coconut fiber-ortho unsaturated polyester composites”, Global Journal of Science Frontier Research Chemistry, Vol. 13, Issue1, 2013.
t . MunikencheGowdaa A.C.B. Naidua,拉其普特人Chhayab”,未经处理的黄麻纤维强化的一些力学性能polyestercomposites”,复合材料,部分,Vol.30, pp。277 - 284年,1999年。
克里Sapuan M.N. m .簪,静电的Zainudin做Arora,“椰子spathe-fiber增强环氧树脂复合材料的拉伸和弯曲强度”,《热带农业Vol.43 (1 - 2), pp63 - 65, 2005。
奥卢塞贡大卫·塞缪尔·斯蒂芬•Agbo Timothy AdesoyeAdekanye“评估自然综述复合材料力学性能的工程应用程序”,矿物质和材料特性与工程学报,Vol.11, 780 - 784年,2012页。
T Balarami Reddy,“绿色椰子纤维/ HDPE复合材料的力学性能,工程研究和应用学报,第三卷,Issue6, 1262 - 1270页,2013年11 - 12月。
迭戈缇Curtolo JulianoFiorelli,努比亚G Barrero HolmerSavastano Jr .)“颗粒复合材料基于椰子纤维和聚氨酯胶粘剂:eco-efficient产品”,工业作物和产品、40卷,2012年,页69 - 75。
SavitaDixit PreetiVerma,“表面改性效果的椰壳复合材料的吸水行为”,应用科学研究的进步,3卷,Issue3 pp1463 - 1465, 2012。
Girisha.C。,Sanjeevamurthy, GuntiRangasrinivas, “Tensile properties of natural fiber-reinforced epoxy-hybrid composites”, International Journal of Modern Engineering Research, Vol. 2, Issue2,pp. 471-474, March-April 2012.
玛丽亚弗吉尼亚Gelfusa,佩德罗·维埃拉Gurgel da Silva,丹尼尔Thomazini,与椰子纤维增强聚丙烯基复合材料,材料研究,14卷,Issue3 pp360 - 365, 2012。
p·n·e·纳文和M Yasawi“棕丝增强聚合物复合材料的实验分析”,国际期刊的科学和工程应用,研究NCRTAM卷,Issue2, pp4-7, 2013年1月。
T。Gopinath和R。迪帕克Kumar“机械prformance混合葡萄树的比较——基于复合材料加固与棕/剑麻和剑麻/ kenaffibers”,国际机械工程学报和机器人,卷2,通常,pp10-18, 2013。